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基帶光纖拉遠是將數(shù)字微波接力系統(tǒng)的中頻部分從室內(nèi)單元移至室外單元。由于信號拉遠的物理介質(zhì)采用的是光纖,而且傳輸?shù)氖腔鶐?shù)字信號,因此傳輸距離一般可達幾km以上?;鶐Ч饫w拉遠避免了系統(tǒng)的室內(nèi)單元和室外單元之間饋線連接的不便,同時減少了饋線損耗,降低了功率放大器的功率要求,最重要的是天線的位置調(diào)整不再受室內(nèi)單元的制約,可以依據(jù)周邊環(huán)境特點,選擇合適的地點架設(shè),降低了設(shè)備開通的難度。本文介紹了88e1111的功能和特點,并給出了采用88e1111完成數(shù)字微波接力系統(tǒng)基帶光纖拉遠的接13設(shè)計方案,解決了基帶光纖拉遠接口設(shè)計復(fù)雜、難以實現(xiàn)的問題。 1 88e1111簡介 1.1 88e1111的功能特點 88e1111是marvell公司推出的單片集成高性能千兆以太網(wǎng)物理層芯片,具有如下功能:完整支持ieee802.3協(xié)議簇;內(nèi)置1.25 g串行解串行器,滿足千兆光傳輸應(yīng)用;支持gmii、tbi、rgmii、rtbi等多種mac層接口;支持10/100/1000baset自適應(yīng)檢測;采用0.13 μm cmos工藝,支持2.5 v、1.2 v低電壓供電,最大功耗o.75w,且支持自
u的硬件電路結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3所示。整個onu分為三個部分,一個面向光網(wǎng)絡(luò)(plant side),另一個則面向以太網(wǎng)絡(luò)(local side),還有一個是處理、協(xié)調(diào)和仲裁的核心單元。對于光網(wǎng)絡(luò)的接入端,onu是經(jīng)由光模塊接入到odn網(wǎng)絡(luò),我們采用fiberxon公司的onu突發(fā)激光器ftm-9412p-f10來實現(xiàn)光模塊,通過serdes芯片進行串并轉(zhuǎn)換,變?yōu)?0位的tbi信號,再利用tbi和ep2c70f672c6進行數(shù)據(jù)交互。以太網(wǎng)絡(luò)的接人是在fpga之后經(jīng)gmii/mii接口和以太網(wǎng)收發(fā)芯片88e1111相連,實現(xiàn)千/百/十兆以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換。fpga作為onu的核心單元。除數(shù)據(jù)傳遞通路外,硬件系統(tǒng)還包括sdram、eeprom、flash和一個uart串口。 在plant side端,由于從光纖上傳輸?shù)男盘査俾蕿?.25gb/s,fpga直接處理頻率這么高的信號是不合適的,即使可行對于后期的asic芯片工藝設(shè)計也不容易實現(xiàn)。所以在fpga之前加入一個串并變換模塊,此模塊通過一個serdes芯片tlk2201a實現(xiàn)1.25gb/s串行數(shù)據(jù)與10位125mb/s并行數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換。再將這10位t
據(jù)首先在fifo里緩沖后暫存于sdram,在網(wǎng)絡(luò)空閑時將暫存的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)fifo2緩沖后送mac芯片,再發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。 cmos芯片選用micron technology的mt9p031,在500萬像素的滿分辨率下最高可輸出14幀的圖像數(shù)據(jù)。 sdram選用w982516bh-75,容量為32mbytes,g與fpga內(nèi)部fifo結(jié)合可設(shè)計為32mbytes的大容量循環(huán)緩存,在圖像分辨率為300萬像素時可緩存10幀以上圖像數(shù)據(jù)。千兆網(wǎng)接口mac芯片選用ax88180,物理層芯片選用88e1111,再通過網(wǎng)絡(luò)變壓器及rj45用六類網(wǎng)線與計算機千兆網(wǎng)卡相連。 3 千兆網(wǎng)接口設(shè)計 ax88180是亞信公司推出的一款高性能低成本的non-pci千兆以太網(wǎng)控制器,適用于多種需要高速接入網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng),如消費電子和家庭網(wǎng)絡(luò)等。ax88180內(nèi)置10/100/1000 mb/s以太網(wǎng)媒體存取控制器(mac),符合ieee 802.3/ieee 802.3u/ieee 802.3ab協(xié)議,可與一般16/32位微控制器連接,其操作與sram相同。ax88180內(nèi)置10/100/1000 m
嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)測控、智能儀表、智能家庭等很多領(lǐng)域。隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴展及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益普及,使得越來越多的嵌入式系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)功能。三星公司s3c2440a是國內(nèi)應(yīng)用較多的嵌入式微處理器之一,在s3c2440a應(yīng)用系統(tǒng)中,目前只支持10/100m的網(wǎng)絡(luò)接口,有很大的實用價值,既可以拓展s3c2440a的應(yīng)用領(lǐng)域,也可以給其它嵌入式系統(tǒng)高速接入網(wǎng)絡(luò)提供一種簡單易行的參考。 設(shè)計方案 本系統(tǒng)主要由s3c2440a、存儲器、ax88180、千兆phy芯片88e1111、嵌入式linux、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序等組成嵌入式linux內(nèi)核負責(zé)系統(tǒng)任務(wù)的管理并集成tcp/ip協(xié)議,方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能控制。s3c2440a負責(zé)整個系統(tǒng)的控制,它與ax88180以總線方式連接,是通信控制的主體。s3c2440a通過網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)對ax88180內(nèi)部寄存器編程,實現(xiàn)對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,從而完成網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。ax88180與88e1111之間采用rgmii接口方式互連,負責(zé)數(shù)據(jù)傳送底層協(xié)議的實現(xiàn)。 這里簡要介紹一下s3c2440a與ax88180器件,這兩個器件是通信控制的主體
網(wǎng)控制器,符合ieees02.3/ieee 802.3u/ieee 802.3ab協(xié)議,適用于多種需要高速接入網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng)。ax88180內(nèi)置10/100/1000mb/s以太網(wǎng)媒體存取控制器(mac);內(nèi)置主機接口控制器,可以與16/32位主機方便連接,尋址方式與sram相同;內(nèi)置40kb的sram網(wǎng)絡(luò)封包緩存器,其中32kb用于從phy接收數(shù)據(jù)包,8kb用于主機發(fā)送數(shù)據(jù)包到phy,可以用高效方式進行封包的存儲、檢索與修改;內(nèi)置256字節(jié)的配置寄存器,用于主機控制和參數(shù)設(shè)置。物理層芯片采用88e1111。ax88180與88e1111之間采用rgmii接口方式互連,負責(zé)數(shù)據(jù)傳送底層協(xié)議的實現(xiàn)。 udp和tcp協(xié)議都屬于osi(開放系統(tǒng)互連)參考模型的傳輸層協(xié)議。雖然tcp協(xié)議中植入了各種安全保障功能,但是在實際執(zhí)行的過程中會占用大量的系統(tǒng)開銷,無疑使速度受到嚴重的影響。反觀udp由于排除了信息可靠傳遞機制,將安全和排序等功能移交給上層應(yīng)用來完成,極大降低了執(zhí)行時間,使速度得到了保證,包括網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/n務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都使用udp協(xié)議。為達到高速傳輸?shù)哪康模到y(tǒng)采用
ii 667內(nèi)存,在雙通道模式下ddr2-667內(nèi)存能提供10.6gb/s的傳輸帶寬(理論值)。 除了2條ata133接口、1條pci-express x1插槽和3條pci插槽外,主板還提供了1條pci-express x16及2條綠色的pci-express x8顯示插槽。這2條pci-express x8可支持nvidia sli技術(shù),提供給用戶更強大的圖形性能。 另外主板內(nèi)建的是realtek alc850聲音控制芯片,能夠提供8聲道音頻輸出功能。marvell 88e1111千兆網(wǎng)絡(luò)芯片提供高速網(wǎng)絡(luò)傳輸。捷波主板一向以良好的做工用料和強悍的超頻性能著稱,相信這款支持sli的主板性能會更上一層樓,而且也滿足了不少intel的fans們搭建自己sli的愿望,有興趣的玩家可不要錯過哦!
圖。 5 在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 5.1 硬件設(shè)計 圖4為嵌入式千兆網(wǎng)絡(luò)接口在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個應(yīng)用電路。s3c2440a是16/32位risc微處理器,主要面向手持設(shè)備以及高性價比、低功耗應(yīng)用,與ax88180之間采用總線方式相連,其地址總線、數(shù)據(jù)總線、讀寫信號等直接連接。ax88180的時鐘信號(40 mhz~100 mhz)由s3c2440a提供,ax88180的中斷信號與s3c2440a的eint11相連:ax88180與phy器件88e1111之間采用簡化的千兆比特媒體獨立接口rgmii接口,信號之間直接連接。 5.2 軟件設(shè)計 程序主要由協(xié)議程序、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序等組成。協(xié)議程序可以通過主機系統(tǒng)移植操作系統(tǒng)(如嵌入式linux)獲得;驅(qū)動程序主要由初始化程序、數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序、中斷服務(wù)程序等組成。有些驅(qū)動程序可從制造商獲得,有些則需要用戶自己編寫。下面是驅(qū)動程序中寫phy寄存器的程序代碼: 6 結(jié)束語 ax88180價格低廉,功能強大,目前還未發(fā)現(xiàn)同類產(chǎn)品。本
,bootp協(xié)議、tftp協(xié)議、rarp協(xié)議和nfs文件系統(tǒng)的實現(xiàn),include目錄存放了一些相關(guān)頭文件,還有對各種硬件平臺支持的匯編文件、系統(tǒng)的配置文件和對文件系統(tǒng)支持的文件。硬件平臺本文使用的硬件平臺是基于s3c2440a的開發(fā)板和基于非pci千兆以太網(wǎng)控制芯片ax88180的嵌入式網(wǎng)卡,如圖2所示。s3c2440a是arm920t核的16/32位risc嵌入式微處理器,運行頻率高達500mhz,開發(fā)板上有64m nand閃存、64m sdram;網(wǎng)卡由mac芯片ax88180、phy芯片88e1111、rj45等電路組成;s3c2440a目標板與網(wǎng)卡之間采用目標板32位擴展總線相連接,在產(chǎn)品設(shè)計時也可以將這兩部分設(shè)計在同一塊板上。 驅(qū)動程序在u-boot中嵌入千兆網(wǎng)絡(luò)功能需要設(shè)計千兆網(wǎng)卡驅(qū)動程序,并在u—boot中進行移植,在相應(yīng)的硬件平臺上實現(xiàn)通過千兆網(wǎng)口下載等功能。網(wǎng)卡驅(qū)動程序主要由初始化程序eth_init(bd_t*bd)、關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備程序eth_halt(void)、發(fā)送數(shù)據(jù)包程序eth_send(volatilevoid*packet,intlength)、接
圖所示是1.25 g光收發(fā)器ssff315l的電路原理圖,其收發(fā)引腳rd±、td±分別連接到88e1111的高速串行信號接口s_in±、s_0ut±信號。圖所示是88e1111的電路原理圖,其主要引腳連接關(guān)系如下:gmii接口信號(詳見表1連接到fpga;management接口信號mdl0、mdc連接到微處理器;config接口信號按表2映射關(guān)系連接到led接口;xtall引腳輸入125 mhz時鐘信號,頻率穩(wěn)定度±50 ppm;rset為芯片參考電壓輸入引腳,通過5 kω精密電阻連接到地;sel_freq為時鐘輸入選擇引腳,接低電平時,選擇125 mhz時鐘輸入。 來源:亮涼
88E1111-RCJ 88E1116 88E1145 88E3081 88E6060 88E6218 88E6218-LGO 88E8001 88E8053 88E8056-NNC1
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